《專題研究——“神舟”五號(hào)載人飛船》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、專題研究——“神舟”五號(hào)載人飛船2003年10月15日9時(shí)，我國(guó)自主研制的“神舟”五號(hào)載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心”用“長(zhǎng)征”二號(hào)F運(yùn)載火箭發(fā)射成功，將中國(guó)第一名航天員楊利偉送上太空，飛船準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道，2003年10月16日6時(shí)，“神舟”五號(hào)載人飛船在內(nèi)蒙古主著陸場(chǎng)（東經(jīng)111°29′、北緯42°06′）成功著陸，實(shí)際著陸點(diǎn)與理論著陸點(diǎn)相差4.8km，返回艙完好無(wú)損，航天員狀況良好。我們的航天英雄楊利偉自主出艙，凱旋而歸。我國(guó)首次載人航天飛行圓滿成功。這是我國(guó)進(jìn)行的首次載人航天飛行，標(biāo)志著中國(guó)載人航天工程取得歷史性重大突破，中國(guó)已成為世界上繼美、俄之后第三個(gè)能夠獨(dú)立開展載人航天

2、活動(dòng)的國(guó)家。1.發(fā)射問(wèn)題[例5]“神舟”五號(hào)飛船的發(fā)射是使用“長(zhǎng)征”二號(hào)F型運(yùn)載火箭，其推力是六百多噸，自重全部加起來(lái)是四百多噸，與發(fā)射衛(wèi)星和導(dǎo)彈相比，加速度小得多，這主要是為航天員的安全和舒適著想。如果火箭加速度過(guò)大，航天員會(huì)感覺(jué)不舒適，甚至有生命危險(xiǎn)。問(wèn)：在加速上升過(guò)程中，宇航員處于什么狀態(tài)？飛船在發(fā)射升空時(shí)，如果宇航員是站立的，則他的心血管系統(tǒng)會(huì)受到何種影響？飛船在發(fā)射升空時(shí)，你認(rèn)為宇航員采取什么姿勢(shì)為好？[例6]飛船升空時(shí)有一個(gè)加速過(guò)程。在加速過(guò)程中，宇航員處于超重狀態(tài)。人們把這種狀態(tài)下宇航員對(duì)座椅的壓力與靜止在地球表面時(shí)的重力的比值，稱為耐受力值，用k表示。在選拔宇航員

3、時(shí)，要求他們?cè)诖藸顟B(tài)的耐受力值為4?k?12（這次飛行楊利偉的k值約為8），求飛船的豎直向上發(fā)射時(shí)加速度值的變化范圍。（地球表面的重力2加速度g=10m/s）2.變軌問(wèn)題[例7]飛船在近地圓軌道上運(yùn)行時(shí)，由于極稀薄的空氣的影響，飛行高度會(huì)緩慢降低，需要進(jìn)行多次軌道維持。軌道維持就是通過(guò)控制飛船上的發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火時(shí)間和推力，使飛船能保持在同一軌道上穩(wěn)定運(yùn)行。2003年11月份，太陽(yáng)風(fēng)暴使“神舟”五號(hào)軌道艙運(yùn)行軌道上的稀薄大氣密度增加，軌道艙飛行阻力加大，如果不進(jìn)行軌道維持，飛船軌道艙的軌道高度就會(huì)逐漸降低，在這種情況下，飛船軌道艙的動(dòng)能、重力勢(shì)能和機(jī)械能變化的關(guān)系應(yīng)該是（）A.動(dòng)能、

4、重力勢(shì)能和機(jī)械能逐漸減小B.重力勢(shì)能逐漸減小，動(dòng)能增大，機(jī)械能不變C.重力勢(shì)能逐漸增大，動(dòng)能減小，機(jī)械能不變D.重力勢(shì)能逐漸減小，動(dòng)能增大，機(jī)械能逐漸減小13.在軌運(yùn)行問(wèn)題[例8]已知飛船在離地面高度為343km的軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，地球半徑為26400km，地球表面的重力加速度為g=9.8m/s，求飛船的速度。（保留兩位有效數(shù)字）[例9]飛船進(jìn)入軌道繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，宇航員處于什么狀態(tài)？他對(duì)躺椅的壓力有多大？65kg的宇航員在離覿面43km時(shí)的重力是多少？（已知地球半徑為6400km，地2球表面的重力加速度為g=10m/s）。[例10]2003年10月15日9時(shí)，楊利偉乘坐“

5、神舟”五號(hào)飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心起飛，開始了這次環(huán)繞地球的太空之旅，飛船在近地的圓形軌道上飛行，離地面的高度大約340km，于16日6時(shí)許在內(nèi)蒙古中部一處草原著陸。飛船環(huán)繞地球飛行的過(guò)程中楊利偉2看到日出日落的次數(shù)為多少次？（已知地球半徑為6400km，地球表面重力加速度g=10m/s）4．返回問(wèn)題[例11]“神舟”五號(hào)飛船繞地球飛行14圈后，于2003年10月6日5時(shí)35分受到返回信號(hào)，5時(shí)38分發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)點(diǎn)火，通過(guò)噴氣使飛船做減速運(yùn)動(dòng)，飛船應(yīng)該向什么方向噴氣？減速過(guò)程中飛船的高度怎樣變化？[例12]“神舟”五號(hào)載人飛船返回過(guò)程中，在距地1.2m時(shí)，返回艙的底部4個(gè)反推發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)

6、火工作，主傘使返回艙約以7m/s的速度著陸，反推發(fā)動(dòng)機(jī)工作以后，速度會(huì)降到2m/s左右，保證了航天員的安全著陸，計(jì)算體重為65kg的楊利偉在這個(gè)過(guò)程中受到座椅的平均沖擊力。2點(diǎn)評(píng)：“神舟”號(hào)系列飛船的成功發(fā)射與物理知識(shí)密切相關(guān)，特別是萬(wàn)有引力定律、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、超失重等，在分析與此有關(guān)的綜合題時(shí)，要注意將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為理想化的物理模型，然后運(yùn)用合適的物理規(guī)律去處理。閱讀探究——“黑洞”天體黑洞，是一種神氣玄妙的天體，它的密度極大，對(duì)靠近它的物質(zhì)（包括光線）有非常強(qiáng)大的萬(wàn)有引力，使得一切物體（包括以3?10m/s的高速度行進(jìn)的光線）都沒(méi)有足夠的能量從它的表面逃逸。我們可以利用前面學(xué)

7、過(guò)的知識(shí)加以說(shuō)明。理論計(jì)算表明，人造衛(wèi)星脫離地球的速度v28s。由此可知，天體的質(zhì)量m?越大，半徑越小，其表面的物體就越不容易脫離它的束縛。質(zhì)量與太陽(yáng)相近、半徑只有10km左右的中子星，其脫離速度竟達(dá)1.6?105s；質(zhì)量與太陽(yáng)相近，而半徑與地球差不多的白矮星，其脫離速度也達(dá)6.5?103。設(shè)想如果某天體質(zhì)量非常大，半徑非常小，則其脫離速度有可能超過(guò)光速，即c。愛(ài)因斯坦相對(duì)論指出，任何物體的速度都不可能超過(guò)光速。由此可推斷，對(duì)這種天體來(lái)說(shuō)，任何物體都不能逃脫它的束縛，甚至連光也不